751型分光光度计采用自准式光路，单光束，非记录型。其波长范围为200～1000毫微米。在320～1000毫微米范围内，用钨丝白炽灯泡作光源；在200～320毫微米范围内，以氢弧灯作光源。
光线从光源发出后，经过聚光凹面镜和平面镜的反射，最终射到入射狭缝上。入射光线经过单色器后，进入棱镜进行色散，然后再经过准直镜反射，最终聚焦在出射狭缝上。为了减少谱线弯曲对单色性的影响，狭缝的刀口可以弯曲，以改善光度计的分辨本领。
为了消除杂散光对测量的影响，在出射狭缝后面装有滤光片架，并有365毫微米的滤光片和580毫微米的滤光片各一块。光线通过滤光片后进入试样，其中装着比色皿托架，可放四只比色皿。为了减少光线的发散程度，在出射狭缝后装有石英透镜，以使能量集中通过试样照射到光电管的光阴极上。
751型分光光度计备有两个光电元件，即GD－5紫敏光电管和GD－6红敏光电管。GD－5对紫光灵敏，适用波长范围为200～625毫微米。GD－6对红色灵敏，适用于625-1000毫微米。
根据751型的电路设计，光电管受光后所产生的光电流，流过一个2000兆欧的高值电阻，用电位差计的测量原理来测量此高阻两端的电压降，也就是用一个高放大倍数的直流放大器。当放大器的输出指零时，读数电位器的转角（即吸光度，透光率刻度盘）就作为待测电压的一个量度。
751型分光光度计与普通的光电比色计和72型分光光度计一样，也是根据相对测测量的原理工作的。光源发射出来的连续辐射经单色器分光，色散成一定波长的单色光，从出射狭缝射出通过空白溶液（或被测溶液）照射到光电管上。通过改变狭缝宽度或测量系统的灵敏度方法，可以测量试样的吸光度。
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